[发明专利]一种六自由度并联3D打印机

说明书

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种六自由度并联3D打印机，包括矩形槽钢立柱、三角形槽钢底座和打印机顶盖，所述矩形槽钢立柱通过螺钉和角铁连接在三角形槽钢底座上，所述打印机顶盖通过螺钉和角铁连接在矩形槽钢立柱上；所述矩形槽钢立柱、三角形槽钢底座、打印机顶盖构成基本框架，本发明还包括立柱组件、连杆组件、末端运动平台和3D打印机构；所述立柱组件固定连接在矩形槽钢立柱内侧，立柱组件与矩形槽钢立柱平行设置；所述立柱组件连接连杆组件；所述连杆组件连接末端运动平台。本发明提供了一种刚度大、结构稳定、自由度高、消除传统3D打印的阶梯效应、打印成品力学性能优异，且易于维护的六自由度并联3D打印机。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印机的结构，特别是涉及一种六自由度并联3D打印机。

背景技术

在市场经济为主导的经济模式下，为了适应快速变化的市场要求，对制造工具提出了新的要求。以增材制造(3D打印)技术为代表的柔性加工技术正得到快速的发展。在增材制造工艺中，基于熔融沉积成型(FDM)工艺的3D打印技术发展地较为成熟，但是还有诸如打印精度不高、成品表面有明显的阶梯效应、在特定方向上的力学性能较差、难以制造复杂的曲线和曲面等缺点。而六自由度的并联3D打印机可以显著地提高精度，并且由于具有多自由度，可以制造具有复杂曲面和曲线的零件。对六自由度并联3D打印机的研究将会给3D打印行业带来新的发展机会。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度并联3D打印机，可以有效解决现有3D打印机存在的打印精度不高、成品表面有明显的阶梯效应、在特定方向上的力学性能较差、难以制造复杂的曲线和曲面等问题；本发明提供了一种刚度大、结构稳定、自由度高、消除传统3D打印的阶梯效应、打印成品力学性能优异，且易于维护的六自由度并联3D打印机。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种六自由度并联3D打印机，包括矩形槽钢立柱、三角形槽钢底座和打印机顶盖，所述矩形槽钢立柱通过螺钉和角铁连接在三角形槽钢底座上，所述打印机顶盖通过螺钉和角铁连接在矩形槽钢立柱上；所述矩形槽钢立柱、三角形槽钢底座、打印机顶盖构成基本框架，所述一种六自由度并联3D打印机，还包括立柱组件、连杆组件、末端运动平台和3D打印机构；所述立柱组件固定连接在矩形槽钢立柱内侧，立柱组件与矩形槽钢立柱平行设置；所述立柱组件连接连杆组件；所述连杆组件连接末端运动平台；所述3D打印机构设置在末端运动平台上。

所述立柱组件包括驱动电机、齿形带、上齿形带轮、下齿形带轮、滑块和直线导轨；所述驱动电机通过电机固定支座固定在三角形槽钢底座上；所述驱动电机的输出端固定连接下齿形带轮；所述下齿形带轮与上齿形带轮之间通过齿形带连接；所述上齿形带轮转动配合连接在上带轮支座上，上带轮支座通过螺钉固定在打印机顶盖上；所述滑块固定连接在齿形带的一端；所述滑块的底座的尾部嵌入直线导轨内；所述直线导轨通过螺钉固定在矩形槽钢立柱上。

所述连杆组件包括连杆和连接在连杆两端的球铰链I；所述连杆一端的球铰链I固定在滑块上，所述连杆另一端的球铰链I固定在末端运动平台上；所述连杆可以绕连杆轴线转动。

所述连杆组件和立柱组件各设有六组，六组连杆组件和六组立柱组件一一相对设置；所述三角形槽钢底座的三个角上各设置两组立柱组件，两组立柱组件之间的间距固定。

所述末端运动平台为六边形的铝板；末端运动平台的互不相临的三个边的中点位置各设有两个球铰链II，两个球铰链II分别与两组连杆组件一端的球铰链I相连接；所述3D打印机构设置在末端运动平台的中心位置。

所述的一种六自由度并联3D打印机，还包括卷筒和固定铝板，所述卷筒通过两个固定铝板固定在打印机顶盖上。

所述3D打印机构的打印头部分位于末端运动平台中间，并固定在末端运动平台上；所述3D打印机构所需丝材从位于打印机顶盖上的卷筒处伸出。